本站原创本文是一篇汽车发动机论文范文,关于汽车发动机在职毕业论文开题报告,关于关于汽车发动机进气歧管的设计技术相关硕士学位毕业论文范文。适合汽车发动机及歧管及焊接工艺方面的的大学硕士和本科毕业论文以及汽车发动机相关开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
[摘 要]铝合金材料在焊接时容易发生变形,因此目前汽车工业正在大力研究使用塑料制品来代替铝合金材料,减轻汽车重量,提高汽车发动机的性能.本文主要探讨了汽车发动机采用塑料制品来制造进气歧管的设计与要求,希望能为相关人员带来一些帮助.
[关 键 词]汽车发动机；进气歧管；塑料制品
中图分类号：S647.7文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）23-0286-01
进气歧管是汽车发电机的重要部件之一,作用是为发电机提供混合气,因此进气歧管的性能将会严重影响汽车发动机的工作状况.塑料进气歧管是最近研究的比较成功的范例,质轻、隔热效果好,能最大程度降低制造成本.为更好的说明汽车发动机采用塑料制品来制造进气支管的设计与要求,本文先从汽车进气歧管要求说起.
1.汽车发动机进气歧管使用要求
由于塑料进气歧管难以加工成大型中空部件,因此成型工艺很复杂,目前主要采用震动焊接工艺以及熔模拟芯工艺来进行加工,虽然震动焊接工艺相对投资少,但是由于气道部分未焊透导致焊缝存在安全隐患,本文选用熔模型芯工艺来进行加工,具体工艺流程为；用低熔点金属浇铸型芯,在注射塑料,熔化型芯,清洁制件的成品.
汽车进气歧管由于与发动机缸盖相连,在工作状态下,会引起震动,温度往往在130℃～150℃,因此在设计时,进气歧管需要能够承受高温,能够保证在发动机异常回火状态下,仍然能够工作,因此需要很高的强度,连接时进气歧管必须能够与各传感器、执行器元件的尺寸相适应.在工作中进气歧管与燃料汽油以及防冻液等直接接触,冷冻液中的乙二醇具有强的腐蚀性,因此进气歧管还需要具有化学稳定性,能够在一定程度上防腐蚀,在使用之前,需要对进气歧管进行严格的测试,发电机在不工作状态下,由于环境的影响,温度可能为-30℃,因此进气歧管还需要具有热老化性.总而言之,汽车进气歧管材料必须能够耐高温、耐腐蚀、强的化学稳定性以及很好的相溶性能,还必须具有一定的强度以及断裂伸长率满足工作环境的变化,材料能够进行循环使用.
2.汽车发动机采用塑料制品来制造进气支管的设计与要求
2.1建立模型
本文的进气歧管材料为玻璃纤维增强66材料,为保证进气歧管在负载时能够承受张力的影响,在进料时各分支道同时进行进料,这样也能保证各支道的稳定性以及均匀性.进料设计方案包括6个进料口同时充填以及4个进料口同时充填.采取单曲燃烧模型分析计算燃烧过程以及其影响因素的变化过程.依照能量守恒方程,可列方程如下：
式中m是指燃料燃烧时的品质指数,x是燃料燃烧利用率.根据发电机的主要参数输入结构参数预计热力学参数,根据相关文献计算气缸盖的温度以及气缸壁温度等,使用专用稳流器到实验台来得出进排气道的流量系数,建立模型,如下图一所示,图中SB1和SB2均是指进出口边界,C代表气缸,I是指喷油器,在MP处可测量流体的温度和压力.对模拟模型进行计算分析,可以得到计算的数据均是分布在1000r/min～6000r/min之间,修正最大值为0.6%,最大功率预设侧枝很接近,因此此模型能够代表真实发电机进气歧管,对此进行优化,能偶提高发动机中低速性能.
2.2优化进气歧管数据
根据上文的发动机模拟结果,本文采取进气歧管性能优化,来提高发动机中低速性能.进气歧管管长的优化过程：在进气歧管其他参数如管径与压损相一致的情况下,选用不同管长的进气歧管来进行分析性能,原进气歧管管长400mm,增加进气歧管的长度,相应发动机中低速区域段扭矩明确增加,在达到最大值后,平缓下降,相对而言,随着进气歧管的加长,发动机高速区域段扭矩下降.同时在进气歧管加长的情况下,发动机的最大功率有所降低,而且功率随着管长的增加而幅度越来越大,发动机转速在5000r/min下,低速功率也是随着管长的增加而降低,结合两种因素的影响,进气歧管管长在560mm处最佳.
进气歧管管径优化过程：在发动机进气歧管其他参数如管长以及压损等不变的情况下,研究不同管径大小对发动机性能的影响.发现管径的加大,使告诉段扭矩相应增加,但是低速段扭矩却是相应减小.随着管径的加大,发电机高速段功率越来越大,但低速段发电机功率是越来越小,综合考虑到低速与高速两种性能,进气歧管直径取31mm最佳.
发动机进气歧管压损的优化过程：在发动机进气歧管管径以及管长不变的情况下比较不同压损对发电机性能带来的影响.由于其体流动式会产生波动效应,因此采取整个近期过程来做比较,在压损不同情况下,发电机高速阶段受影响比较大,对低速阶段影响不大.发电机高速阶段功率随弯曲半径的增加相应的增加,低速阶段功率没有太大变化,综合考虑各种因素,进气歧管压取去400mm管压损最佳.
结束语
综上所述,本文运用仿真分析软件进行模拟实验,发现进气歧管的长度适当增加,发动机的中低速性能较好,发电机最大功率降低,在进气歧管管径发生变化时,直径的增加能时高速性能变好.随着科技的发展,发动机进气歧管将会有越来越多的更为方便的材料来设计,这些问题仍然需要更多的人去研究.